מעבדה 3

דגימה ושמירה

פעולת הדגימה :- פעולת הדגימה היא ליקוט של ערכי אות אנלוגי בנקודות זמן מוגדרות. ברוב המקרים מרווח הזמן בין שתי דגימות נשאר קבוע במשך התהליך. משך הדגימה צריך להיות אפסי כך שהדגימה תהיה נקודתית. קצב הדגימה נקבע לפי סוג האות שמבקשים לדגום. במקרה שלנו, קצב הדגימה נקבע על פי משפט נייקויסט.

פעולת השמירה :- פעולת השמירה מבטאת את הפעולה הדרושה לשמירת הערך הנדגם מן הדגימה  הנוכחית עד לדגימה הבאה.

מטרות הניסוי :-

1)    יצירת אות מוגבל – פס , דגימת האות הזה בקצב נייקויסט , סינון באמצעות מעביר  - נמוכים לקבלת האות המשוחזר.

2)    בדיקת השפעת חדות המסנן על נאמנות השחזור.

3)   בדיקת השפעת קצב הדגימה על נאמנות השחזור.

4 ) בניית מערכת תקשורת בעזרת דפקים או דגימות.

** המערכת כוללת משדר שקולל אות מידע מוגבל פס ומעגל דגימה ושמירה.

** גם כוללת מקלט LPF שתפקידו לשחזר את האות.

דיאגרמת מלבנים של מערכת דגימה ושמירה :-

משפט נייקויסט :-  משפט זה קובע שלצורך שחזור נאמן במקלט , כאשר תדר הדגימה גדול פי 2 לפחות מרוחב פס של אות המידע או פי 2  לפחות מהתדר המקסימאלי של אות  המידע , כך ש- :-

מעגל דגימה ושמירה מעשי:-

מעגל זה מורכב מארבעה רכיבים :-

1)   אות מידע אנלוגי.

2)   טרנזיסטור תוצא שדה (טת"ש).

3)   קבל C.

4)   מעגל השרת.

מסנן מעביר נמוכים :- 

אופיין האות  :- 

Fc = 1 / 2πRC

Fc  = 5KHz

נבחר-:  R = 1KΩ

5K = 1 / 2π*1K*C

C = 31.83  nf

מהלך הניסוי :-

יצירת אות מוגבל פס המדמה אות הדיבור. על מנת לקבל אות  מוגבל פס יש לחבר 

שלוש מקורות מתח סינוסאוידאליים בתדרים ובעוצמות שונות כמפורט בטבלה :-

מס. מקור	עוצמה V	תדר בKHz	פונקציה
1	5	1
2	3	3
3	1	5
התוצאה	4	5	X1+x2+x3

צורת המעגל שחיברתי אותו :-

אחרי שחיברתי כל רכיב ורכיב למקום שלו אני קיבלתי אות שהדר המקסימלי שלו שווה לרוחב הפס שלו KHz 5.   ובמוצא משקף התנודות יצא לי האות

הזה :-

האות המתקבל כולל 3 הרמוניות , וקבעתי את זה אחרי שחיברתי את מוצא המעגל לספקטרום אנאלייזר. צורת החיבור היא :- 

והספקטרום האנלייזר הציג לי את האות הבא במישור התדר :-

דגימת האות בעזרת מעגל דגימה ושמירה :-

מחברים את המעגל שעם משקף התנודות למעגל דגימה ושמירה כך שיוצא לי את המעגל  הבא :-

בעזרת מחולל האותות אנחנו קובעים את תדר הדגימה , כך שהוא כפול רוחב הפס של האות מוגבל פס , כלומר  :-

BW = 2Fm = 2*5K  = 10KHz

Fs >= 2*5K

Fs >= 10KHz

ואני קבעתי את תדר הדגימה KHz 15   כך שאנחנו צריכים את תדר הדגימה גדול מ- KHz 1.

וגורם המחזור צריך להיות DC = 10 %. וקובעים את ערך האמפליטודה V 0.5 ו- 0.5 OFFSET   בכדי שנוכל לקבל את האות מעל לציר X כלומר בערכי

0 ו - 1 .

ואחרי שכיילתי את הערכים טוב מאוד קיבלתי אות דגום שמור :-

אות זה הוא דומה קצת לאות שקיבלתי במוצא המסכם , כך שהאות שקיבלתי אות במוצא המסכם בלי הפרעות ורעשים , אך האות  שקיבלתי אותו במוצא המעגל לאות המעגל עם רעשים והפרעות.

גילוי האות הדגום :-

כדי לגלות את האות שקיבלתי במוצא המשדר אנחנו צריכים לבנות מעגל מסנן מעביר נמוכים שמשמש כגלאי לאות המתקבל. ומסנן זה מורכב משני רכיבים :- קבל ונגד.

כך שבניתי את המעגל הזה :-

ובמוצא מעגל זה אנחנו מקבלים אות מוחזר , שהוא צריך להיות דומה לאות שהכנסנו אותו למשדר , כך שיצא לי את האות הבא :-

האות הזה הוא בדיוק האות המקורי כך שאנחנו קיבלנו אותה עוצמוה של האות המקורי ושל האות במוצא הגלאי , גם הוא דומה לאות המקורי מבחינת הציור.